「ひので」の観測成果

委２５－１～ 上昇し始めた太陽活動と極域磁場の反転 ～2011年8月31日
宇宙航空研究開発機構
宇宙科学研究所 ひのでプロジェクトチーム
0常田佐久 （国立天文台教授）

目次
1. 「ひので」の概要と成果
2. 太陽活動の上昇
3. 反転直前の極域磁場
4. まとめ
注記：「ひので」搭載の3望遠鏡とも順調に成果を上げているが、今回は可視光・磁場望遠鏡（SOT）の観測成果について報告する。
「ひので」のこれまでの観測成果は、http://hinode.nao.ac.jp/ を参照のこと。

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1. 「ひので」の概要と成果「ひので」衛星（2006年9月打上）
可視光・磁場望遠鏡（SOT）
0.2-0.3秒角という超高空間分解能で、太陽表面の磁場ベクトルを精密計測

極端紫外線撮像分光装置 （EIS）
コロナの物質が出す極端紫外線を撮像・分光し、コロナ物質の密度・温度・流れの状態を診断

Ⅹ線望遠鏡 （XRT）
約１秒角の高解像度で、コロナの構造やそのダイナミックな変動を観測

３望遠鏡の同時観測により、太陽磁場やコロナの活動現象の起源を探る
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1. 「ひので」の概要と成果「ひので」衛星の運用状況• 2007年12月末よりX帯受信が不安定となる事象が発生し、2008年9月よりS帯での科学データ受信に移行• S帯での受信はX帯に比べてダウンリンクレートが大幅に減少する（約1/15）
ため、観測内容の見直しや画像データの圧縮強化により科学的内容を極力失わない範囲で発生データ量を抑える一方、ESA・NASAの強力な支援を得て、S帯ダウンリンク局の確保を行なっている。
50
海外有償局

40

NASA

30

ESA

20

パス数/日

ESA・NASA・JAXA局および海外有償局（JAXA負担）を用いて、1日あたり35-50パスの受信を実現（3-4.5 Gbits/day）。これは、上記の工夫後の6 Gbits/dayの発生データ量の50-70%に相当し、観測に若干の制約が出ている。太陽活動の極大期を迎え、現在の地上局数を今後も維持する必要がある。

JAXA2010

2011「ひので」S帯ダウンリンク局数の推移

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1. 「ひので」の概要と成果「ひので」の査読論文は今年中に５００編へ「ひので」査読論文第1著者の所属研究機関国別分布（2007年1月～2011年6月末）
第1著者は22カ国に広がる
査読論文120編/年のペース
打ち上げ後～5年が経過しても論文数に衰えなしアジアでは中国・インド・韓国の研究活発化
成果の創出は、アジア・米国・欧州で3分の1ずつ
NASA・ESA衛星、地上装置との共同観測も活発世界で最も成功した太陽観測衛星との評価

欧州合計

アジア合計
国立天文台 下条による

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遅れに遅れた太陽活動の上昇

1. 「ひので」の概要と成果（過去７サイクルの黒点数推移を重ねて表示）
今サイクルだけ太陽周期が異常に長くなっている

今サイクルの長さ 12.6年！

黒点数

通常の11年サイクル

ひので打上
今回のサイクル

データー：国立天文台太陽観測所

西暦年

5「ひので」可視光望遠鏡の観測

1. 「ひので」の概要と成果

極域
３．反転直前の極域磁場

２．太陽活動の上昇 (8-10ページ）
いつどこに発生するか分からない磁場の大規模な出現を発生前から黒点群の形成まで初めて捉えた。
太陽深部からの磁場の出現はフレア など の活動の原 因 と考えられている。

(11-16ページ）
太陽の極域の観測は、「ひので」の世界最高の解像度により初めて可能となった。極域には黒点の磁場の源があり太陽活動の予測に極めて重要黒点のある領域
ＳＯＨＯ

極域

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2. 太陽活動の上昇

活動領域 NOAA 11039を4日間「ひので」で連続観測（動画）• 彩層を見ることのできるカルシウムの輝線で高解像度連続観測を実施。地上観測や他衛星ではこのような観測は不可能で、「ひので」のみ可能。
• これにより、太陽内部からの磁場の大規模な出現を、発生前から黒点群の形成まで世界で初めて捉えた。磁場の出現に伴い、たくさんの微小フレア（明るくパチパチと輝いている点）が発生し、磁場により彩層やコロナが加熱されている様子が分かる（画面中央部付近）。
• 黒点が分解・崩壊し消えていく様子も鮮明に捉えている（画面やや右側の小さい黒点）。
• Ｘ線や紫外線観測装置も同時に稼働しており、今後、総合的に解析を行う。
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動画のポイント太陽内部からの磁場の出現

2. 太陽活動の上昇

磁場の出現に伴い、磁気エネルギーにより彩層が加熱されている様子（動画から例として抽出）
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2. 太陽活動の上昇

活動領域 NOAA 11039を４日間「ひので」で連続観測（動画）データー提供：清水敏文（ＪＡＸＡ）

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3.反転直前の極域磁場「ひので」により極域磁場の観測が初めて可能に
太陽極域には黒点の磁場の源があり磁場の起源の解明や次のサイクルの活動予測に極めて重要

N S

極（北）
例えばこのようなＮ極とＳ極を持つ構造を分解するには、実線と破線に挟まれた角度より高い解像度を持つ望遠鏡が必要

太陽赤道NS10

3.反転直前の極域磁場「ひので」と従来の観測装置の比較
２００７年９月７日 太陽の北極付近の磁場分布画像

太陽の縁

ESA SOHO衛星
空間分解能：２秒角
ほとんど構造が見分けられない

白：N 極 黒：S 極

太陽の縁

JAXA 「ひので」可視光望遠鏡
空間分解能：０．２秒角
鮮明に構造を分解している
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3.反転直前の極域磁場

２００８年９月の北極磁場負極の磁場（オレンジ色）が強い

B[G]2008/9/20

データー提供：塩田大幸（理研）他

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3.反転直前の極域磁場

２０１１年７月の北極磁場正極（青色）が増えている：反転直前

B[G]2011/7/31

データー提供：塩田大幸（理研）他

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3.反転直前の極域磁場「ひので」の極域観測のまとめ• 負極磁場が卓越していた北極の負極磁場が大幅に減少し、正極磁場が増えていることを発見。予想された反転の時期より2年早い。次の集中観測で反転が予想される。
• 一方、正極磁場が卓越していた南極は安定な状態を維持しており、太陽の基本的対称性が崩れていることを発見。これらは史上初めての観測成果。
• 「ひので」により通常の太陽サイクルでは見れない南北のサイクルのずれが明瞭に観測されたことから、太陽が従来と異なる状態になっていると推測される。
• 太陽極域磁場の反転の機構は分かっていない。 「ひので」の画像の品質は極めて良く、膨大な情報が含まれており、今後反転メカニズムの解明を期待できる。
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3.反転直前の極域磁場周期の伸び、南北の非対称性の発生、磁場の減少により太陽は活動の停滞期に入ろうとしているのか？
太陽周期～12.6年

現在の極大期

太陽周期～14年

マウンダー極小期

太陽黒点数

太陽周期～13年 ダルトン極小期

1800年頃のダルトン極小期は、小氷期として、20世紀後期に比べて約0.6度寒冷化
今期の太陽活動はようやく上昇に向かってきた（6ページ）が、その活動のレベルは必ずしも高くない。むしろ、長期的に見ると太陽活動は低下していく兆候がはっきりしてきた。「ひので」による太陽活動を反映する極域の精密観測により、太陽活動の長期変動の謎の解明を行う。
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4. まとめまとめ• 「ひので」衛星により数々の新発見が行われている。
査読論文数は5年で500篇に達し、世界で最も成功した太陽観測衛星との評価が確立。
• 太陽活動の上昇が始まり、活動領域やフレアの観測が可能になりつつある。「ひので」による発見の第2のピークが期待できる。
• 「ひので」の高分解能により、黒点の成因を知る上で重要な極域磁場の3次元的な観測が初めて可能となった。現在、反転直前の北極域を継続観測しており、大きな観測成果が期待できる。これらの観測は、太陽と地球環境の関係を解明する上でも重要。
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地球環境にも影響を与える太陽活動の変動を解明するSOLAR-C衛星
ようこう/SOLAR-A（1991-2001）

ひのとり/ASTRO-A（1981-1982）
フレアの観測X線、γ線 (E >10 keV)

次期太陽ミッション
SOLAR-Cを検討中
目的：太陽活動現象の総合的解明と予報アルゴリズムの構築

コロナとフレアの観測
X線、γ線 (E >0.1 keV)
ひので/SOLAR-B（2006-）

光球磁場、コロナ、フレアの観測
可視光、極紫外線、X線

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